(57)【要約】【課題】簡単な構成で高精度にヘッドレストの位置を自動的かつ適切な状態に調整すること。【解決手段】ヘッドレスト位置調整装置１００は、静電容量センサ部１０と駆動モータ部３０とを備え、静電容量センサ部１０は少なくとも２つの検知電極１１，１５と検出回路２０とを備える。検知電極１１，１５は、ヘッドレスト４３の前面側にその高さ方向と交差する幅方向に長手方向を有する矩形短冊状に形成され、高さ方向に沿ってその幅方向が並ぶようにヘッドレストの下部側および上部側に並設された状態で配置される。検出回路２０は、静電容量検知回路２１，２５と演算処理回路２８とを備え、駆動モータ部３０は、モータ駆動回路と駆動モータとを備える。検知電極１１，１５の検知信号にて検出回路２０がその出力比αに基づき頭部４９ａの高さ位置を得ることができ、これに基づきヘッドレスト４３を高精度に位置調整する。【選択図】図１
2010105481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の座席に備えられたヘッドレストに高さ方向に沿って並設された状態で設けられ、前記座席に着座した人体の頭部と前記ヘッドレストとの間の静電容量を検知する複数の検知電極と、
前記複数の検知電極のうち、少なくとも最上に位置する検知電極と最下に位置する検知電極からの検知信号に基づいて、前記頭部の高さ位置を検出する検出回路と、
前記検出回路からの検出結果に応じて、前記ヘッドレストの前記頭部に対する位置を前記頭部の高さ位置に基づき調整する位置調整手段とを備えた
ことを特徴とするヘッドレスト位置調整装置。
【請求項２】
前記検出回路は、最上に位置する検知電極及びそれから所定の個数の検知電極から出力された検知信号と、最下に位置する検知電極及びそれから前記所定の個数の検知電極から出力された検知信号とに基づいて、前記頭部の高さ位置を検出することを特徴とする請求項１記載のヘッドレスト位置調整装置。
【請求項３】
前記検出回路は、前記ヘッドレストの高さ方向中心位置を基準として、該高さ方向中心位置を含めて上部側に配置された検知電極からの検知信号と、当該高さ方向中心位置を含めて下部側に配置された検知電極からの検知信号とに基づいて、前記頭部の高さ位置を検出することを特徴とする請求項２記載のヘッドレスト位置調整装置。
【請求項４】
前記検知電極は、それぞれ前記ヘッドレストの前面側における前記高さ方向と交差する幅方向に長手方向を有する矩形短冊状に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のヘッドレスト位置調整装置。
【請求項５】
前記検知電極は、それぞれ前記ヘッドレストの前面側における上部側および下部側に分けられた状態で配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のヘッドレスト位置調整装置。
【請求項６】
前記位置調整手段は、前記ヘッドレストの位置調整開始時に、該ヘッドレストを最上端位置まで移動させ、
前記検出回路は、前記ヘッドレストの最上端位置で前記頭部の高さ位置を検出し、該高さ位置を用いて前記ヘッドレストの移動量を算出して前記位置調整手段に検出結果として出力する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のヘッドレスト位置調整装置。
【請求項７】
前記検出回路は、前記検知電極とそれぞれ一対一に接続され、各検知電極により検知された静電容量を示す情報を出力する複数の静電容量検知回路と、これら複数の静電容量検知回路からの前記情報に基づく静電容量を比較して前記頭部の高さ位置を演算し、演算結果情報を前記位置調整手段に出力する演算処理回路とを備えて構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のヘッドレスト位置調整装置。
【請求項８】
前記検出回路は、前記検知電極と接続された時分割回路と、この時分割回路により各検知電極にてそれぞれ検知された静電容量を示す情報を出力する静電容量検知回路と、この静電容量検知回路からの前記情報に基づく静電容量を比較して前記頭部の高さ位置を演算し、演算結果情報を前記位置調整手段に出力する演算処理回路とを備えて構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のヘッドレスト位置調整装置。
【請求項９】
前記検知電極の近傍位置に、該検知電極と同電位に駆動されるシールド電極をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載のヘッドレスト位置調整装置。
【請求項１０】
車両の座席に備えられたヘッドレストに高さ方向に沿って並設された状態で設けられた複数の検知電極によって、前記座席に着座した人体の頭部と前記ヘッドレストとの間の静電容量を検知し、
検知された静電容量を示す前記複数の検知電極のうち、少なくとも最上に位置する検知電極と最下に位置する検知電極からの検知信号に基づいて、前記頭部の高さ位置を検出し、
検出された前記頭部の高さ位置に基づき前記ヘッドレストの前記頭部に対する位置を調整する
ことを特徴とするヘッドレスト位置調整方法。
【請求項１１】
最上に位置する検知電極及びそれから所定の個数の検知電極から出力された検知信号と、最下に位置する検知電極及びそれから前記所定の個数の検知電極から出力された検知信号とに基づいて、前記頭部の高さ位置を検出することを特徴とする請求項１０記載のヘッドレスト位置調整方法。
【請求項１２】
前記頭部の高さ位置を検出するに際して、前記ヘッドレストの高さ方向中心位置を基準として、該高さ方向中心位置を含めて上部側に配置された検知電極からの検知信号と、当該高さ方向中心位置を含めて下部側に配置された検知電極からの検知信号とに基づいて、前記頭部の高さ位置を検出することを特徴とする請求項１１記載のヘッドレスト位置調整方法。
【請求項１３】
前記検知電極は、それぞれ前記ヘッドレストの前面側における前記高さ方向と交差する幅方向に長手方向を有する矩形短冊状に形成されていることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項記載のヘッドレスト位置調整方法。
【請求項１４】
前記検知電極は、それぞれ前記ヘッドレストの前面側における上部側および下部側に分けられた状態で配置されていることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項記載のヘッドレスト位置調整方法。
【請求項１５】
前記頭部の高さ位置を検出するに先立って、前記ヘッドレストを最上端位置まで移動させて前記静電容量を検知し、
前記ヘッドレストの最上端位置で前記頭部の高さ位置を検出することを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項記載のヘッドレスト位置調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両の座席に備えられたヘッドレストの位置を調整するヘッドレスト位置調整装置およびヘッドレスト位置調整方法に関し、特に簡単な構成で高精度にヘッドレストの位置を自動的かつ適切な状態に調整することができるヘッドレスト位置調整装置およびヘッドレスト位置調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば自動車等の車両の座席に備えられたヘッドレストの位置を調整するものとして、例えば次のようなものが知られている。すなわち、下記特許文献１に開示されているヘッドレスト駆動制御装置は、車両の天井部とヘッドレストに組み込まれた一対の検知電極間の静電容量をモニタリングし、ヘッドレストを下端から上方向へ駆動しながらスキャニングを行った際の静電容量の変化量に基づき頭部の有無を判断して、ヘッドレストを調整するとされている。
【０００３】
また、下記特許文献２に開示されているヘッドレスト駆動装置は、ヘッドレストに組み込まれた４つのコンデンサプレート（検知電極）の出力がバランスするところまでヘッドレストを移動させ、調整するとされている。
【０００４】
さらに、下記特許文献３に開示されているヘッドレスト調整装置は、ヘッドレスト内に一つの検知電極を配置し、頭部との間の静電容量をモニタリングして、ヘッドレストを上下方向へ移動させながらスキャニングしたときの静電容量の変化量に基づき頭部の有無を判断し、ヘッドレストを調整するとされている。
【０００５】
また、下記特許文献４に開示されているヘッドレストを調節するための装置は、ヘッドレスト内に配置された２つもしくは３つのコンデンサプレートを用いて、頭部と各コンデンサプレートとの間の静電容量値を測定し、ヘッドレストを適切な高さに調節するとされている。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６４−１１５１１号公報
【特許文献２】特開昭６４−１１５１２号公報
【特許文献３】特開平１１−１８０２００号公報
【特許文献４】特開２０００−３０９２４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１〜４に開示されているものでは、ヘッドレストを移動させながらスキャニングを行っている。このため、乗員が着座した状態で前後方向に揺らいだ場合などに、高さ方向の調整位置がずれてしまったり、ヘッドレスト制御側（例えばＥＣＵ（電子制御ユニット）など）でのデータ処理の負荷が大きくなってしまうなどの問題がある。
【０００８】
また、上述した特許文献２や３に開示されているものでは、各検知電極の出力がバランスされるようにヘッドレストの移動させて高さ調整を行うが、同じような形状や構造を有する検知電極を用いた場合は、必ずしも出力のバランスされているところが高さ方向の最適値とはならない。これに対応するため、検知電極の形状や大きさなどを適正に設計するのは大変困難であるという問題がある。
【０００９】
さらに、上述した特許文献１に開示されているものでは、車両の天井部に検知電極を配置させる必要があるため、システム全体をヘッドレスト内部で完結することができず、複雑なシステムとなってコストが掛かるという問題がある。
【００１０】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、簡単な構成で高精度にヘッドレストの位置を自動的かつ適切な状態に調整することができるヘッドレスト位置調整装置およびヘッドレスト位置調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るヘッドレスト位置調整装置は、車両の座席に備えられたヘッドレストに高さ方向に沿って並設された状態で設けられ、前記座席に着座した人体の頭部と前記ヘッドレストとの間の静電容量を検知する複数の検知電極と、前記複数の検知電極のうち、最上に位置する検知電極及びそれから所定の個数の検知電極から出力された検知信号の和と、最下に位置する検知電極及びそれから前記所定の個数の検知電極から出力された検知信号の和とに基づいて、前記頭部の高さ位置を検出する検出回路と、前記検出回路からの検出結果に応じて、前記ヘッドレストの前記頭部に対する位置を前記頭部の高さ位置に基づき調整する位置調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るヘッドレスト位置調整装置は、以上のように構成することにより、検知電極からの出力に基づいて頭部の高さ位置を検出して、ヘッドレストの頭部に対する位置を簡単な構成で高精度に、また自動的かつ適切な状態に調整することができる。そして、このようにヘッドレストの頭部に対する位置を調整することができるため、例えばヘッドレスト位置未調整に伴う衝突時などにおける乗員の頸椎損傷などの事故防止を図ることができる。
【００１３】
本発明に係るヘッドレスト位置調整位置の前記検出回路は、前記所定の個数を０として、最上に位置する検知電極と最下に位置する検知電極からの検知信号に基づいて、前記頭部の高さ位置を検出しても良い。
【００１４】
また、本発明に係るヘッドレスト位置調整装置の前記検出回路は、例えば前記ヘッドレストの高さ方向中心位置を基準として、該高さ方向中心位置を含めて上部側に配置された検知電極からの検知信号と、当該高さ方向中心位置を含めて下部側に配置された検知電極からの検知信号とに基づいて、前記頭部の高さ位置を検出しても良い。
【００１５】
さらに、前記検知電極は、例えばそれぞれ前記ヘッドレストの前面側における前記高さ方向と交差する幅方向に長手方向を有する矩形短冊状に形成される。さらに、前記検知電極は、例えばそれぞれ前記ヘッドレストの前面側における上部側および下部側に分けられた状態で配置される。
【００１６】
前記位置調整手段は、前記ヘッドレストの位置調整開始時に、該ヘッドレストを最上端位置まで移動させ、前記検出回路は、前記ヘッドレストの最上端位置で前記頭部の高さ位置を検出し、該高さ位置を用いて前記ヘッドレストの移動量を算出して前記位置調整手段に検出結果として出力する。
【００１７】
前記検出回路は、例えば前記検知電極とそれぞれ一対一に接続され、各検知電極により検知された静電容量を示す情報を出力する複数の静電容量検知回路と、これら複数の静電容量検知回路からの前記情報に基づく静電容量を比較して前記頭部の高さ位置を演算し、演算結果情報を前記位置調整手段に出力する演算処理回路とを備えて構成される。
【００１８】
また、前記検出回路は、例えば前記検知電極と接続された時分割回路と、この時分割回路により各検知電極にてそれぞれ検知された静電容量を示す情報を出力する静電容量検知回路と、この静電容量検知回路からの前記情報に基づく静電容量を比較して前記頭部の高さ位置を演算し、演算結果情報を前記位置調整手段に出力する演算処理回路とを備えて構成される。
【００１９】
なお、前記検知電極の近傍位置に、該検知電極と同電位に駆動されるシールド電極をさらに備えてもよい。
【００２０】
本発明に係る第１のヘッドレスト位置調整方法は、車両の座席に備えられたヘッドレストに高さ方向に沿って並設された状態で設けられた複数の検知電極によって、前記座席に着座した人体の頭部と前記ヘッドレストとの間の静電容量を検知し、検知された静電容量を示す前記複数の検知電極のうち、最上に位置する検知電極及びそれから所定の個数の検知電極から出力された検知信号の和と、最下に位置する検知電極及びそれから前記所定の個数の検知電極から出力された検知信号の和とに基づいて、前記頭部の高さ位置を検出し、検出された前記頭部の高さ位置に基づき前記ヘッドレストの前記頭部に対する位置を調整することを特徴とする。
【００２１】
本発明に係るヘッドレスト位置調整方法は、以上のように構成されることにより、検知電極からの出力に基づいて頭部の高さ位置を検出してヘッドレストの頭部に対する位置を、簡単な構成で高精度に、また自動的かつ適切な状態に調整することができる。そして、このようにヘッドレストの頭部に対する位置を調整することができるため、例えばヘッドレスト位置未調整に伴う衝突時などにおける乗員の頸椎損傷などの事故防止を図ることができる。
【００２２】
本発明に係るヘッドレスト位置調整方法は、前記所定の個数を０として、最上に位置する検知電極と最下に位置する検知電極からの検知信号に基づいて、前記頭部の高さ位置を検出しても良く、また前記頭部の高さ位置を検出するに際して、前記ヘッドレストの高さ方向中心位置を基準として、該高さ方向中心位置を含めて上部側に配置された検知電極からの検知信号と、当該高さ方向中心位置を含めて下部側に配置された検知電極からの検知信号とに基づいて、前記頭部の高さ位置を検出しても良い。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、簡単な構成で高精度にヘッドレストの位置を自動的かつ適切な状態に調整することができるヘッドレスト位置調整装置およびヘッドレスト位置調整方法を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付の図面を参照して、本発明に係るヘッドレスト位置調整装置およびヘッドレスト位置調整方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置を配置した車両の座席の例を示す概略図、図２は同ヘッドレスト位置調整装置の一部のヘッドレストにおける配置例を示す説明図、図３は同ヘッドレスト位置調整装置の全体構成の例を示すブロック図である。
【００２６】
また、図４は、本発明の一実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置の静電容量検知回路の構成例を示すブロック図、図５は同ヘッドレスト位置調整装置の検出回路の動作波形の例を示す動作波形図、図６は比較例のヘッドレスト位置調整装置の検知電極の出力例を説明するための説明図、図７は本発明の一実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置の検知電極の出力例を示す説明図である。
【００２７】
図１および図２に示すように、本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００は、車両などの座席４０に設けられ、例えば座席４０に備えられたヘッドレスト４３に配置された静電容量センサ部１０と、座席４０の背もたれ部４１に配置された駆動モータ部３０とを備えて構成されている。なお、静電容量センサ部１０と駆動モータ部３０は、例えばハーネス２９により電気的に接続されている。
【００２８】
静電容量センサ部１０は、例えば基板１９の一方の面側に形成された少なくとも２つの検知電極１１，１５と、この基板１９の他方の面側に形成された検出回路２０とを備えて構成され、座席４０の着座部４２に着座した人体４９の頭部４９ａの高さ位置を検出する。すなわち、静電容量センサ部１０は、人体４９の頭部４９ａとヘッドレスト４３（具体的には、検知電極１１，１５）との間の静電容量を検知する。
【００２９】
基板１９は、例えばフレキシブルプリント基板、リジッド基板、リジッドフレキシブル基板やメンブレン回路等により構成されており、検知電極１１，１５は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）あるいはガラスエポキシ樹脂などの絶縁体からなる基板１９上にパターン形成された銅、銅合金またはアルミニウム等の導電材からなる。この他、検知電極１１，１５は、電線などの導電材であってもよい。
【００３０】
そして、これら少なくとも２つの検知電極１１，１５は、例えばヘッドレスト４３の前面側において、ヘッドレストの高さ方向と交差する幅方向に、その長手方向を有する矩形短冊状に形成され、ヘッドレスト４３の高さ方向に沿ってその幅方向が並ぶように並設された状態で、例えばヘッドレスト４３の上部側に検知電極１５（電極Ａ）が、下部側に検知電極１１（電極Ｂ）がそれぞれ配置されている。
【００３１】
検出回路２０は、検知電極１１，１５からの検知信号に基づいて、頭部４９ａの高さ位置を検出する。この検出回路２０は、図３に示すように、例えば検知電極１１，１５とそれぞれ一対一で接続され、各検知電極１１，１５により検知された静電容量を示す情報を出力する複数の静電容量検知回路２１，２５と、これら静電容量検知回路２１，２５と接続され、各静電容量検知回路２１，２５から出力された情報に基づく静電容量を比較して頭部４９ａの高さ位置を演算し、演算結果情報を駆動モータ部３０のモータ駆動回路（図示せず）に出力する演算処理回路２８とを備えて構成されている。
【００３２】
静電容量検知回路２１，２５は、例えば検知電極１１，１５と頭部４９ａとの間の静電容量に応じてデューティー比が変化するパルス信号を生成するとともに平滑化して検知信号を出力する。演算処理回路２８は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えてなり、各静電容量検知回路２１，１５からの検知信号に基づく静電容量を比較して、頭部４９ａの高さ位置を検出するとともに、ヘッドレスト４３の位置を変化させる駆動モータ部３０に演算結果に基づく情報である制御信号を出力する。
【００３３】
各静電容量検知回路２１，２５は、例えば図４に示すように、静電容量Ｃに応じてデューティー比が変化するものであり、一定周期のトリガ信号ＴＧを出力するトリガ信号発生回路１０１と、入力端に接続された静電容量Ｃの大きさによってデューティー比が変化するパルス信号Ｐｏを出力するタイマー回路１０２と、このパルス信号Ｐｏを平滑化するローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０３とを備えて構成されている。
【００３４】
タイマー回路１０２は、例えば２つの比較器２０１，２０２と、これら比較器２０１，２０２の出力がそれぞれリセット端子Ｒおよびセット端子Ｓに入力されるＲＳフリップフロップ回路（以下、「ＲＳ−ＦＦ」と呼ぶ。）２０３と、このＲＳ−ＦＦ２０３の出力ＤＩＳでオン／オフ制御させるトランジスタ２０５とを備えて構成されている。
【００３５】
比較器２０２は、トリガ信号発生回路１０１から出力される図５に示すようなトリガ信号ＴＧを、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３によって分割された所定のしきい値Ｖｔｈ２と比較して、トリガ信号ＴＧに同期したセットパルスを出力する。このセットパルスは、ＲＳ−ＦＦ２０３のＱ出力をセットする。
【００３６】
このＱ出力は、ディスチャージ信号ＤＩＳとしてトランジスタ２０５をオフ状態にし、検知電極１１，１５およびグランド（ＧＮＤ）の間を、検知電極１１，１５の対接地静電容量Ｃおよび入力端と電源ラインとの間に接続された抵抗Ｒ４による時定数で決まる速度で充電する。これにより、入力信号Ｖｉｎの電位が静電容量Ｃによって決まる速度で上昇する。
【００３７】
入力信号Ｖｉｎが、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３で決まるしきい値Ｖｔｈ１を超えたら、比較器２０１の出力が反転してＲＳ−ＦＦ２０３の出力を反転させる。この結果、トランジスタ２０５がオン状態となって、検知電極１１，１５に蓄積された電荷がトランジスタ２０５を介して放電される。
【００３８】
したがって、このタイマー回路１０２は、図５に示すように、検知電極１１，１５および接近した人体４９の頭部４９ａとの間の静電容量Ｃに基づくデューティー比で発振するパルス信号Ｐｏを出力する。ＬＰＦ１０３は、この出力を平滑化することにより、図５に示すような直流の検知信号Ｖｏｕｔを出力する。なお、図５中において、実線で示す波形と点線で示す波形は、前者が後者よりも静電容量が小さいことを示しており、例えば後者が物体接近状態を示している。
【００３９】
駆動モータ部３０は、各静電容量検知回路２１，２５からの検知信号Ｖｏｕｔによって頭部４９ａの高さ位置を演算した演算処理回路２８からの制御信号に基づいて、図示しない駆動モータを制御して、ヘッドレスト４３の頭部４９ａに対する位置を頭部４９ａの高さ位置に基づき変化させるモータ駆動回路と、このモータ駆動回路の制御により、ヘッドレスト４３の位置を実際に移動させる駆動モータとを備えて構成されている。駆動モータは、具体的にはヘッドレスト４３の支持軸４３ａを上下方向、左右方向および前後方向に移動自在に駆動可能に構成されている。
【００４０】
このように構成されたヘッドレスト位置調整装置１００では、例えば初期状態（ヘッドレスト４３の位置が背もたれ部４１に対して最も近い最下端位置にある状態）から、ヘッドレスト４３を最上端位置まで移動させ、その最上端位置で静電容量センサ部１０の各検知電極１１，１５にて頭部４９ａとの間の静電容量Ｃを検知し、検出回路２０にてその出力を検出して出力比を演算し、頭部４９ａの高さ位置を得る。そして、得られた頭部４９ａの高さ位置の演算結果情報を駆動モータ部３０に出力して、ヘッドレスト４３の位置を頭部４９ａの高さ位置に基づき調整する。
【００４１】
ここで、例えば頭部４９ａの位置を正確に検知するために、検知電極を５つヘッドレスト４３に上記と同様に配置した場合を比較例とすると、図６に示すように、例えば各検知電極からの出力に基づく静電容量変化量ΔＣを得ることが可能となる。なお、図６（ａ）は頭部４９ａとヘッドレスト４３の前面との間の距離が５０ｍｍ程度のときの静電容量変化量ΔＣを示し、図６（ｂ）は頭部４９ａとヘッドレスト４３の前面との間の距離が７０ｍｍ程度のときの静電容量変化量ΔＣを示している。
【００４２】
この比較例のように構成した場合、図６（ａ）に示すように、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離が５０ｍｍ程度のときは、静電容量変化量ΔＣの最大出力値と次の出力値との差が明確であるため、頭部４９ａの形状プロファイルを得てヘッドレスト４３の位置調整を行うことが可能である。
【００４３】
しかしながら、図６（ｂ）に示すように、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離が７０ｍｍ程度のときは、静電容量変化量ΔＣの最大出力値と次の出力値との差が曖昧であるため、正確な頭部４９ａの形状プロファイルを得ることが困難となってしまう。このように単に２０ｍｍ程度頭部４９ａとヘッドレスト４３の前面との距離が変化しただけで、位置調整を行うことが難しくなってしまう。
【００４４】
しかし、本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００の静電容量センサ部１０における検知電極１１，１５のように構成した場合は、図７（ａ）に示すように、例えば図６（ｂ）と同条件の頭部４９ａとヘッドレスト４３の前面との間の距離Ｌが７０ｍｍ程度離れており、かつ各検知電極１１，１５の中心位置間距離Ｈが１００ｍｍ程度離れている場合であっても、頭部４９ａの高さ位置を正確かつ高精度に検出することができる。
【００４５】
すなわち、図７（ａ）に示すように、検知電極１１，１５の出力Ｂ，Ａに基づく出力変化量ΔＶ（ｍＶ）は、頭部４９ａの後頭部中心Ｐの高さがヘッドレスト４３の中心とほぼ同程度である場合にはその差が明確ではないが、図７（ｂ）に示すように、頭部４９ａの後頭部中心Ｐの高さが検知電極１１の中心とほぼ同程度である場合（例えば、ヘッドレスト４３が最上端位置にある場合）にはその差が明確となる。
【００４６】
このようにして得られた出力変化量ΔVに基づくヘッドレスト位置調整装置１００における調整方式は、図８に示すように表わすことができる。図８は、本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００による調整方式を説明するための説明図である。図８に示すように、ヘッドレスト４３の下部に配置された検知電極１１の出力Ｂと、上部に配置された検知電極１５の出力Ａとの出力比αは、α＝Ｂ／Ａ＋Ｂによって得ることができる。こうして得られた出力比αに基づいて、ヘッドレスト４３の移動量（ｍｍ）を決定することが可能となる。
【００４７】
すなわち、頭部４９ａの後頭部中心Ｐの高さがヘッドレスト４３の中心の高さと水平方向に同じであるときの移動量を０ｍｍとした場合、この出力比αが０に近い場合はヘッドレスト４３を上方向（＋方向）へ移動させ、１に近い場合は下方向（−方向）へ移動させるように駆動モータ部３０に対して制御信号を出力する。
【００４８】
このように、本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００によれば、ヘッドレスト４３を最上端位置まで移動させ、その位置で得られた検知電極１１，１５からの静電容量に基づき、頭部４９ａの高さ位置を得ることができるので、簡単な構成で高精度にヘッドレスト４３の位置を調整することが可能となる。そして、ヘッドレスト４３の位置未調整に伴う衝突時などにおける人体４９の頸椎損傷などの事故防止を図ることができる。
【００４９】
また、ヘッドレスト４３の移動中に頭部４９ａの位置が前後方向に揺らいだ場合であっても、正確に出力比αを得ることができるので、ヘッドレスト４３の正確な高さ調整ができ、１回の検知によって頭部４９ａの高さ位置を得ることができるので、検出回路２０やＥＣＵなどの負荷を軽減させることが可能となる。
【００５０】
さらに、検知電極１１，１５の出力比αを演算して頭部４９ａの高さ位置を得るとともに、検知電極を少なくとも２つヘッドレスト４３に配置すればよい構成を実現するため、設計自由度が向上するとともに調整精度を向上させつつ、装置全体のコストアップを抑えることができる。また、ヘッドレスト４３内部に静電容量センサ部１０と検出回路２０とを配置する構成を実現するため、モジュール化が容易で簡易的なシステムを構築でき、同様にヘッドレスト４３の位置調整に関わるコストを抑えることが可能となる。
【００５１】
なお、ヘッドレスト位置調整装置１００の静電容量センサ部１０と駆動モータ部３０はハーネス２９により接続されていたが、例えば無線などによって両者が電気的に制御可能に構成されていてもよい。また、駆動モータ部３０が静電容量センサ部１０や検出回路２０と一体的に構成され、ヘッドレスト４３側に配置されていてもよい。
【００５２】
図９は、本発明の一実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置の全体構成の他の例を示すブロック図である。なお、以降において、既に説明した部分と重複する箇所には同一の符号を付して説明を省略することがあるとし、本発明に特に関連のない部分については明記しないことがあるとする。
【００５３】
図９に示すように、検出回路２０は、検知電極１１，１５と接続された時分割回路２６と、この時分割回路２６により各検知電極１１，１５にて、例えば異時的に検知された静電容量を示す情報を出力する静電容量検知回路２７と、この静電容量検知回路２７から出力された情報に基づく静電容量を比較して頭部４９ａの高さ位置を演算し、演算結果情報を駆動モータ部３０のモータ駆動回路に出力する演算処理回路２８とを備えて構成されている。このように構成された検出回路２０を採用しても、上述した検出回路２０と同様の作用効果を得ることが可能となる。
【００５４】
図１０および図１１は、本発明の他の実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置の静電容量センサ部１０の他の構成例をそれぞれ説明するための説明図、図１２は同ヘッドレスト位置調整装置の静電容量センサ部１０のさらに他の構成例を説明するための説明図である。
【００５５】
図１０に示すように、静電容量センサ部１０は、上記検知電極１１，１５の他に、ヘッドレスト４３の高さ方向中心位置付近に配置された検知電極１３（電極Ｃ）をさらに備えて構成されてもよい。このように構成された場合は、検出回路２０は、検知電極１５と１３の出力の合計値（出力Ａ＋Ｃ）と、検知電極１１と１３の出力の合計値（出力Ｂ＋Ｃ）とに基づいて出力比αを求め、同様に頭部４９ａの高さ位置を得ればよい。
【００５６】
すなわち、最上に位置する検知電極１５から所定の個数（ここでは１つ）の検知電極１３を含めて出力された合計値（出力Ａ＋Ｃ）と、最下に位置する検知電極１１から同じく所定の個数の検知電極１３を含めて出力された合計値（出力Ｂ＋Ｃ）とを比較する。
【００５７】
また、図１１に示すように、静電容量センサ部１０は、上記検知電極１１，１５の他に、検知電極１５の直下付近に配置された検知電極１４（電極Ｄ）と、検知電極１１の直上付近に配置された検知電極１２（電極Ｅ）とをさらに備えて構成されてもよい。このように構成された場合は、検出回路２０は、検知電極１５と１４の出力の合計値（出力Ａ＋Ｄ）と、検知電極１１と１２の出力の合計値（出力Ｂ＋Ｅ）とに基づいて出力比αを求め、同様に頭部４９ａの高さ位置を得ればよい。このように、ヘッドレスト４３に検知電極が３つ以上配置された場合は、ヘッドレストの高さ方向中心位置を含めて上部側と下部側に分けた出力により、出力比αを得れば頭部４９ａの高さ位置を求めることが可能となる。
【００５８】
さらに、図１２（ａ）に示すように、静電容量センサ部１０は、例えば検知電極１１，１５の周囲に、それぞれ各検知電極１１，１５と電気的に絶縁されたシールド電極１６を配置して構成されていてもよい。シールド電極１６は、検出回路２０によって、各検知電極１１，１５と同電位に駆動される。
【００５９】
また、図１２（ｂ）に示すように、静電容量センサ部１０は、例えば検知電極１１，１５の周囲全体を覆うように、同様に各検知電極１１，１５と電気的に絶縁されつつ同電位に駆動されるシールド電極１６を配置して構成されていてもよい。このようにシールド電極１６を配置することにより、頭部４９ａ以外の周囲の要因による静電容量の外乱を抑え、より精度の高い位置調整を行うことが可能となる。
【００６０】
なお、上述した実施形態では、車両の座席４０のヘッドレスト４３にヘッドレスト位置調整装置１００を適用した場合を例に挙げて説明したが、このヘッドレスト位置調整装置１００は、その他にも、ヘッドレストの位置を可変可能な座席であれば適用することができ、例えばアトラクションなどの設備における座席や劇場観賞用の座席などにも適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明によれば、自動車等のヘッドレストの位置を調整する装置において、特に簡単な構成で高精度な位置調整を行うのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置を配置した車両の座席の例を示す概略図である。
【図２】同ヘッドレスト位置調整装置の一部のヘッドレストにおける配置例を示す説明図である。
【図３】同ヘッドレスト位置調整装置の全体構成の例を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置の静電容量検知回路の構成例を示すブロック図である。
【図５】同ヘッドレスト位置調整装置の検出回路の動作波形の例を示す動作波形図である。
【図６】比較例のヘッドレスト位置調整装置の検知電極の出力例を説明するための説明図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置の検知電極の出力例を示す説明図である。
【図８】本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置による調整方式を説明するための説明図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置の全体構成の他の例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置の静電容量センサ部１０の他の構成例を説明するための説明図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置の静電容量センサ部１０の他の構成例を説明するための説明図である。
【図１２】同ヘッドレスト位置調整装置の静電容量センサ部のさらに他の構成例を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０    静電容量センサ部
１１    検知電極
１２    検知電極
１３    検知電極
１４    検知電極
１５    検知電極
１６    シールド電極
１９    基板
２０    検出回路
２１    静電容量検知回路
２５    静電容量検知回路
２６    時分割回路
２７    静電容量検知回路
２８    演算処理回路
４０    座席
４１    背もたれ部
４２    着座部
４３    ヘッドレスト
４９    人体
４９ａ  頭部
１００  ヘッドレスト位置調整装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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